基于HOG特征的脑电地形图分类算法研究

脑电地形图(Brain Electrical Activity Mapping,BEAM),是一种先进的研究脑功能和临床诊断的重要手段,既能进行病理诊断又可进行功能诊断,具有较高的敏感性。通过BEAM判断人在不同高低负荷下的疲劳情况并进行有效分类,能最大程度避免高危从业人员的危险发生。目前,大多数脑力负荷分类方法只是简单地利用脑电信号的四种频段特征进行分类,但分类效果并不理想。在此基础上,提出将脑电信号可视化分析,构建脑电地形图,并将方向梯度直方图(Histogram of Oriented Gradient,HOG)特征应用到BEAM分类中。BEAM是根据各频段功率谱密度值用不同颜色表示的球面头皮展成的平面图形,所以针对BEAM的分类研究是基于图像浅层特征的,而HOG正是图像处理中一种简单有效的浅层特征描述符。在BEAM中,HOG能有效地提取各脑功能区的边缘结构特征,并且能提取到地形图表象和形状的方向分布。首先将采集到的脑电信号进行预处理后,选择三频段脑电特征构建BEAM,进行HOG特征提取及分类任务,并与其他算法进行对比。得到的脑电地形图分类结果表明,提取HOG特征的BEAM分类精度最高,明显好于其他研究算法。

脑电地形图对脑肿瘤的诊断价值

目的:通过观察脑肿瘤病人的脑电图及脑电地形图特点,以探讨脑电地形图对于脑肿瘤的诊断价值。方法:对85例脑肿瘤的病人进行常规脑电图、脑电地形图检查,研究θ、δ、α、β各频带相对能量在各部位脑肿瘤的分布情况及其对脑肿瘤定位、定性的价值,并将脑电图与脑电地形图对于脑肿瘤的定位准确率进行比较。结果:85例脑肿瘤病人中有45例可以观察到病灶,对所有85例脑肿瘤的病人的脑电图和脑电地形图在脑肿瘤定位方面作了比较,有统计学意义。结论: 脑电地形图能比常规脑电图提供更为明确的脑损伤局灶性改变的图象,对于提高脑肿瘤的阳性检出率,区分不同性质的肿瘤及定位提供一定的参考价值。

推进式活动地形图的设计原理和应用价值——脑电地形图动态监测的新探索

推进式活动地形图采用了滑动平移成像技术,克服了静态脑电地形图的缺陷,实现了动态脑电地形图的效果,通过临床实践,证明它具有重要的应用价值和良好的发展前景。

短暂性脑缺血发作的脑电图与脑电地形图分析

在脑血管疾病中短暂性脑缺血发作虽然病情轻,但患病人数多,又可反复发作,常为脑梗塞的前驱表现,应引起我们的高度重视。脑电图或脑电地形图可协助诊断并可指导治疗。现就132例短暂性脑缺血发作的脑电图与脑电地形图加以分析讨论。 资料和方法 132例短暂性脑缺血发作患者中男71例,女61例,最小年龄40岁,最大年龄71岁,其中40～49岁33例。

入静意念对脑电地形图的影响

目的:借助脑电地形图研究入静意念的客观作用。方法:选15名站桩练习者采取同一“三圆”站桩姿势,先后进行单纯站桩(不用入静意念)及入静站桩(用入静意念诱导入静),各30min。比较两种站桩前后脑电地形图各脑区琢1、琢2、茁1、茁2、啄、兹波的功率变化差异,从而判断入静意念这一大脑行为修正对脑电地形图的影响。结果:在入静站桩30min后,受试者琢2波功率在各脑区、琢1波功率在部分脑区均较安静时显著增加(P<0.05—0.01),且大多数脑区的琢1、琢2波功率显著高于单纯站桩30min水平。单纯站桩30min后部分脑区茁1波功率升高,个别脑区琢1波功率降低,琢2波功率升高,茁2、啄、兹波功率入静与单纯站桩无显著差异。结论:入静意念可使脑电琢波功率显著升高。

精神分裂症患者的自发脑电地形图

对32例精神分裂症及40例正常对照者的 BEAM—EEG 各脑区各频域的功率值作了分析。显著性概率图显示精神分裂症的脑电功率值在额、中央、颞、顶及枕等7个脑区,都有0频域功率增加,α和β频域功率减少。

电针四神聪穴治疗失眠疗效及脑电地形图观察

目的:观察电针四神聪穴对失眠症患者脑电地形图变化的影响。方法:将60例失眠症患者随机分成治疗组(30例)和对照组(30例),治疗组采用电针四神聪穴治疗,对照组采用口服甜梦胶囊治疗,15天为1个疗程,观察脑电地形图的变化及临床疗效。结果:两组患者经过1个疗程的治疗后,脑电地形图及睡眠情况均有不同程度改善,差异有显著性意义(P<0.05)。结论:电针刺四神聪穴不仅能够改善脑电地形图而且明显改善睡眠质量。

老年精神分裂症患者脑电地形图与临床特征的相关性研究

目的 探讨影响老年精神分裂症（SS）患者脑电地形图（BEAM）变异的主要因素.方法 选择重庆市精神卫生中心2012年1月～2013年3月治疗的SS患者50例（SS组）和健康老人（NC）52例（NC组）;均接受BEAM检查,并完成简易智力状态检查（MMSE）、日常生活能力量表（ADL）、简明精神病量表（BPRS）、社会功能缺陷筛选量表（SSDS）评定及一般资料的调查;采用多元逐步回归分析方法分析影响SS患者BEAM变异的相关因素.结果 ①SS组BEAM总体异常率与NC组比较差异无统计学意义（56.0％比42.3％,x2=0.961,P=0.327）;SS组除了右中央区θ波异常率显著高于NC组外（12.0％比1.9％,x2=4.050,P=0.044）,其他区域δ、θ波异常率与NC组比较差异均无统计学意义（P＞0.05）;SS组后颞部α1、α2波异常率均显著高于NC组（88.0％比67.3％,x2=6.249,P＜0.05;92.0％比76.0％,x2=6.281,P＜0.05）.②经单因素分析,SS组吸烟者BEAM异常率显著高于未吸烟者（x2=6.575,P=0.010）;余指标差异无统计学意义（P＞0.05）.③MMSE评分（t=-2.774,P=0.008）、APD剂量（t=2.993,P=0.005）、年龄（t=-2.180,P=0.035）、SDSS评分（f=2.236,P=0.031）、BPRS评分（t=-1.598,P=0.117）、ADL评分（t=-1.744,P=0.088）进入回归方程,决定系数R2=0.368.④经Pearson相关分析,BEAM与APD剂量（r=0.345,P=0.014）、SDSS评分（r=0.291,P=0.040）显著正相关.结论 影响SS患者BEAM变异的主要因素包括认知功能、药物剂量、年龄及社会功能,改善脑功能应重点从这几个方面进行考虑.

海洛因依赖者的脑电地形图

目的··:了解海洛因依赖者存在戒断症状时的脑电地形图的特征。方法··:用脑电图机记录32例有戒断症状的海洛因依赖者及34例正常人的脑电地形图并用计算机进行定量分析。结果·· :与对照组比较 ,海洛因依赖者 (1)慢波频段(δ、θ)功率值增高 ;(2)α1、α2 功率值减低 ;(3)快波频段(β1、β2)的枕区 (O1、O2)功率值增高。结论·· :从脑电生理角度观察海洛因对大脑功能的损害是有意义的。

亚健康人群中失眠者与正常人群脑电地形图对比分析

目的:比较分析亚健康人群中失眠患者与正常人群的脑电地形图,获得诊断学上的证据。方法:对500例亚健康人群中失眠患者(亚健康组)及500例健康人群(健康组)均进行脑电地形图及头颅CT检测,并把二者进行对比研究。结果:脑电地形图中亚健康组中失眠者α波波幅降低463例,调节调幅欠佳474例。β活动增多473例。过度换气(HV)后θ活动增多456例。δ活动增多27例。无明显变化17例。α频带平均功率谱降低且不对称,在Scale(标尺)为32时其平均功率谱值<1.5uV,颜色灰阶为<3灰阶为479例,θ频带平均功率谱在大脑前部有增高者276例。平均功率谱值在<1.5 uV。β频带平均功率谱增高为479例。健康组中α波波幅降低26例,调节调幅欠佳23例。β活动增多37例。过度换气(HV)后θ活动增多33例。δ活动增多2例。无明显变化465例。α频带平均功率谱正常并且对称,在Scale(标尺)为32时其平均功率谱值在>3.5uV,颜色灰阶为>5灰阶为465例。与健康组比较,亚健康组出现的异常率明显增高(P<0.05);头颅CT检测2组均显示正常范围。结论:亚健康失眠患者的脑电活动不稳定,具有明显焦虑趋势,脑电地形图侧重于大脑功能性诊断,对亚健康人群中失眠患者有诊断价值。

老年性痴呆病与正常老年人脑电图、脑电地形图对照分析

目的对老年性痴呆与正常老年人的脑电图(EEG)、脑电地形图(BEAM)进行分析,探讨老年性痴呆患者的大脑功能损害程度其机制和临床应用价值。方法应用EEG、BEAM对老年性痴呆与正常老年人进行检查并进行比较研究。结果26例AD患者EEG异常21例(80.8%)弥漫性异常19例,BEAM异常24例(92.41%)弥漫性异常21例。正常老年人的EEG异常4例(22.23%)弥漫性异常3例、BEAM异常7例(38.9%)弥漫性异常5例。发现AD患者EEG、BEAM的异常率明显高于正常老年人的(P<0.005)。结论EEG、BEAM检查可作为评价脑功能的一项客观的参考指标之一。特别在AD患者中能及时反映脑功能损害程度,对掌握病情进展和判断预后起着积极作用。

老年痴呆、老年抑郁症、健康老人的脑电图、脑电地形图比较研究

目的比较老年痴呆(Alzheimer'sdisease,AD)与老年抑郁症患者脑电图(EEG)、脑电地形图(BEAM)变化特点。方法针对AD(n=51),老年抑郁症(n=53)患者和健康老人(n=35)进行EEG、BEAM检查比较。结果AD组EEG、BEAM改变,特别是慢波、慢波相对功率谱(饼形图)变化均明显于老年抑郁症组和健康老人组,统计处理呈显著差异(P<0.001),老年抑郁症与健康老人组间EEG、BEAM比较无明显差异。结论EEG、BEAM检查有助于AD与老年抑郁症早期鉴别诊断。

高血压病的脑电图、脑电地形图与 TCD、CT 的对比研究

通过对２９６例各期高血压病人进行的脑电图、脑电地形图等多项检查，并与ＴＣＤ和ＣＴ对比中发现：高血压病的早期即可引起脑功能和脑血流动力学的改变，这些改变可在以上功能性检查中发现，而不能被ＣＴ等形态学检查所揭示。不同时期的高血压病在这些检查中各有差异，基本与病情的发展成正相关。其中ＴＣＤ在反映高血压病的变化中最敏感，其次为脑电地形图和脑电图。本研究的目的是为诊治高血压病、预报和防治脑血管病的发生提供依据。

多发梗塞性痴呆与多发性脑梗塞脑电地形图的对比研究

本文对29名多发梗塞性痴呆,31名多发性脑梗塞患者及30名正常老年人的脑电地形图做了对比研究,发现多发梗塞性痴呆患者的慢波功率弥漫性增强,目双测不对称;多发性脑梗塞组部分区域的慢波功率增强;两组的 alpha 功率与正常组无差别;两组的 beta 功率较正常组在大部分区域下降。

脑电地形图正常值(附88例结果分析)

本文采用脑电地形图系统记录88名健康者,结果表明:在第1～4(11～50岁)年龄组中,等电位值女性均高于男性,第5(51～60岁)年龄组中,男性在α_2频带等价电位值明显高于女性,在第2～5(21～60岁)年龄组中,不同频带域基本级及最高级的等价电位值以α_2最高。β波的部位在脑地形图上以两侧型多见。我们测定的等价电位值结果与国内外学者基本一致。

大鼠额叶皮质损害和胚脑移植的脑电地形图及形态学研究

用ＮＤＣ－２００型脑电地形图仪对单侧额叶皮质损害及损害后移植胚脑皮质的大鼠进行脑电功率谱及脑电地形图（ＢＥＡＭ）的检查。结果发现大鼠伤侧额叶皮质Ｄｅｌｔａ（δ）波和Ｔｈｅｔａ（θ）波与Ａｌｐｈａ（α）波和Ｂｅｔａ（β）波（ＤＴ／ＡＢ）之比明显高于健侧（Ｐ＜０．０５）。损害后３ｄ、２周、４周、８周，其结果无差别。额叶皮质损害后２周鼠接受了胚脑皮质移植，移植鼠存活２个月和５个月时再次进行脑电功率谱的检查，发现损害后２周移植鼠在２个月时即已呈现两侧ＤＴ／ＡＢ之比相接近（Ｐ＞０．０５）。形态学观察发现，皮质缺损处均有存活良好的移植物，脑电地形图表现左右功率值相近似的动物，其移植区较大。选功率值左右对称动物，在处死前在健侧皮质注射荧光素快蓝（ｆａｓｔｂｌｕｅ，ＦＢ），在移植侧丘脑注射ＤｉａｍｉｄｉｎｏＹｅｌｏｗ（ＤＹ），在移植区发现有少量标记的ＦＢ及ＤＹ细胞。但其密度较其周围宿主皮质内标记细胞为低。表明移植物与宿主脑有可能重建丘脑、皮质神经环路。ＮＡＤＰＨ－ｄ组织化学染色结果发现，移植区有ＮＯＳ阳性纤维伸入宿主皮质，并见宿主皮质ＮＯＳ阳性神经元突起伸向移植区，表明两者相互整合。以上结果提示，脑内移植治疗脑外伤是具有功?

脑血管病康复期患者的脑电地形图观察

脑血管病康复期患者的脑电地形图观察周秀珍，季晓林，黄声榕，陈炳英，王曙华脑电地形图（ｂＥＡＭ）可以较为直观地反映脑部异常放电的部位及范围，本文利用ＢＥＡＭ技术观察脑血管病（ＣＶＤ）康复期患者的脑电活动情况，以探讨ＢＥＡＭ对ＣＶＤ康复活动的应用价值。资...

脑电地形图和经颅多普勒超声对缺血缺氧性脑病患儿早期干预及预后评估的临床研究

目的:探究早期判定新生儿缺氧缺血性脑病(HIE)所致脑血流低灌注量程度、脑细胞功能损伤程度及恢复情况,评估预后减少因过早终止治疗而出现的后遗症发生率。方法:采用16道脑电地形图仪(BEAM)和彩色经颅多普勒超声(TCD)对HIE患儿于初诊治疗前、出生后30 d、3个月、6个月、12个月以及24个月进行BEAM和TCD的检测。结果:BEAM对HIE患儿脑功能的评定具有特异性,尤其以恢复期的检测意义更为重要,TCD在急性重度HIE患儿存在严重的低灌注量,且低灌注程度与脑细胞损伤程度成正比。结论:新生儿期是中枢神经系统发育最迅速、可塑性最强及代偿能力最好的脑发育关键时期。BEAM和TCD应早期介入HIE的诊断、治疗及康复评定的全过程,侧重在恢复期的追踪,及时为临床提供科学信息,减少后遗症的发生。

基于小波功率谱算法的脑电地形图成像方法

由于脑电图信号的非平稳性,首先从理论上推导出针对脑电图信号的小波功率谱计算公式。以小波功率谱算法代替传统功率谱算法,以所记录的脑电图数据作为原始数据,编程计算出16导脑电图数据在δ、θ、α1、α2、α3、β等脑电波频段在采样区间[t1,t2]的功率,再用插值方法,计算出大脑某个水平截面各点的功率分布,并用伪彩色将截面上的功率分布显示出来,构造出更准确和更符合实际的脑电地形图。

健脑合剂对血管性痴呆患者脑电地形图及脑循环动力学的影响

观察健脑合剂对血管性痴呆(VD)患者脑电地形图及脑循环动力学的影响。采用分段分层随机对照的研究方法,将68例VD患者分为健脑合剂治疗组38例,舒脑宁、脑复康对照组30例。治疗前后分别检测脑电地形图及经颅多谱勒,研究其对脑电地形图及脑循环动力学的影响。结果:健脑合剂治疗后经颅多普勒超声观测指标除RI和P1外,其余指标较治疗前均有显著性差异,尤其对MCA和血流速度异常降低的左侧VA和BA的血流有显著的增高作用;对照组治疗后的平均血流速度也比治疗前增高。组间比较,治疗组优于对照组。治疗组和对照组对脑电地形图的疗效总有效率分别为65.79％和16.67％,(P<0.01)。结论:健脑合剂治疗对加快脑循环流速,对血管壁弹性、降低血黏度以及脑部中枢神经细胞的功能活动状态有改善作用。